2020-04-07
533
Выбор диапазона температур нагрева при обработке давлением зависит от свойств материала. Влияние температуры на пластичность неоднозначно для различных материалов. Малоуглеродистые и среднеуглеродистые стали с повышением температуры, становятся более пластичными. Для шарикоподшипниковых сталей пластичность практически не зависит от температуры. Пластичность высоколегированных сталей снижается с увеличением температуры.
Температурный интервал, расположенный между оптимальными температурами начала и конца горячей деформации конкретного материала, называется температурным интервалом горячей обработки давлением. Этот интервал лежит в области максимальной пластичности конкретного материала.
Температурный интервал горячей обработки давлением выбирают по диаграмме состояния сплава.
Начальную температуру обработки Тн рекомендуется выбирать по формуле: Тн ≈ (0,85 – 0,95)Тпл. Конечную температуру деформации Тк можно определять по формуле Тк ≈ (0,4 - 0,7) Тпл.
Значение температур начала и конца обработки давлением зависит от марки металла. Например, для различных деформируемых алюминиевых сплавов верхний предел находится между 470 - 500˚С, нижний – между 350 - 400˚С; у медных сплавов верхний предел – между 700 - 900˚С, нижний – между 550 - 800˚С; у магниевых сплавов верхний – 370 - 430˚С, нижний – 300 - 350˚С; у титановых сплавов верхний – 1000 - 1200˚С, нижний – 700 - 950˚С; у стали верхний – 1100 - 1300˚С, нижний – 800 - 950˚С.
Зависимость механических характеристик от температуры и рекомендации по выбору температурного интервала горячей обработки давлением для углеродистой стали представлена на рис.1Д
Рис. 1Д Зависимость механических характеристик углеродистой стали от температуры.
| σт –предел текучести; δ,% - относительное удлинение (один из показателей пластичности); То – комнатная температура (для России То=20°С); Тн – температура начала горячей обработки давлением; Тк – температура конца горячей обработки давлением. Заштрихованная область - температурный интервал горячей обработки давлением для углеродистой стали. |
| Температурный интервал горячей обработки давлением назначается в области температур, обеспечивающих максимальную пластичность обрабатываемого материала. При этом необходимо учитывать следующие положения: 1. При нагреве углеродистой стали примерно до 100°С несколько снижается предел текучести σт и увеличивается пластичность δ. Но при дальнейшем повышении температуры материал попадает в зону синеломкости, характеризуемую значительным увеличением предела текучести σт и снижением пластичности δ, экстремальные значения которых соответствуют 300°С 2. Увеличение температуры после зоны синеломкости приводит к постепенному значительному снижению предела текучести σт и, соответственно, к увеличению пластичности δ. При температурах порядка 1000°С предел текучести σт уменьшается в 10 и более раз. Однако в области температур порядка 800–850°С материал попадает в зону красноломкости, характеризуемую значительным снижением пластичности δ вследствие повышения хрупкости примесей, располагающихся по границам зерен. 3. При нагреве углеродистой стали до температур выше 1250–1300°С материал попадает в зону, характеризуемую резким ростом размеров зерна, обуславливающим снижение пластичности металла δ (перегрев). Перегрев ухудшает свойства получаемых изделий и его следует избегать. Последствия перегрева в большинстве случаев можно исправить последующей термообработкой (отжигом), но для ряда материалов такое исправление вызывает значительные трудности. 4. При нагреве углеродистой стали выше зоны перегрева до температур порядка 1450°С материал попадает в зону, характеризуемую почти полной потерей пластичности (т.е. резким ростом хрупкости), обусловленной окислением и оплавлением границ зёрен (пережог). В случае пережога материал не может обрабатываться давлением и должен быть отправлен на переплавку, поскольку пережог является неисправимым видом брака. 5. При температуре плавления пластичность металла равна нулю. 6. Низкая температура нагрева металла в процессе обработки давлением приводит к его упрочнению (наклепу), что резко снижает запас пластичности материала. Упрочнение может вызвать разрушение исходной заготовки в процессе обработки давлением. Т. е. при слишком высоких температурах нагрева в металле образуется перегрев и пережог. При слишком низких температурах нагрева – наклеп. Температурный интервал горячей обработки давлением (Тн-Тк) зависит от свойств материала и назначается отдельно для каждой конкретной марки стали. | |
